摘要 為進一步提高路舊路改造路基拓寬設計質量，指導路基拓寬施工有序進行，使公路結構滿足車輛通行需求，提高交通效率。該文以山西省某普通公路改造工程為例，基于舊路改造路基拓寬設計要求，提出填方路基設計、既有路面處理設計、路基拓寬設計、拓寬位置補強設計、沉降量監(jiān)測以及排水設計等路基拓寬設計要點，以期為相關從業(yè)人員提供參考借鑒，進一步提高公路舊路改造設計水平。

關鍵詞 公路工程；舊路改造；路基拓寬；設計要點

中圖分類號 U418.8 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）21-0058-03

0 引言

隨著社會經濟的發(fā)展和交通流量的增加，許多舊路的路基寬度已經無法滿足當前的交通需求。因此，對舊路進行改造和路基拓寬設計成為當今公路建設領域中的一項重要任務。基于此，該文結合具體工程實例，對舊路改造和路基拓寬設計展開深入研究，對于優(yōu)化公路路基設計，實現交通效率的提升，改善行車安全性，進一步促進公路交通的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

1 公路工程概況

山西省某普通公路于2012年6月正式建成通車，沿線總里程為24.65 km，為雙向兩車道設計，路基寬度為16 m，設計行駛速度為60 km/h，自該公路通車運行以來，為沿線范圍內的交通運輸提供便利。但近些年隨著公路路網布局的擴大以及交通流量的增加，現有雙向兩車道已經無法滿足車輛通行要求，在公路沿線范圍內經常出現交通堵塞情況，影響公路通行效率。通過對該公路地質情況勘察發(fā)現，原有道路路基基本完成沉降，路基土含水量為23.6%，為中濕狀態(tài)的軟土路基。因此，結合路網規(guī)劃及實際交通量，決定對該公路實施舊路改造，對路基予以拓寬，總結如下設計要求及設計要點。

2 公路工程舊路改造路基拓寬設計要求

在公路舊路改造過程中，路基拓寬是一項重點設計內容，該工程在制定設計方案時，嚴格遵循《公路路基設計規(guī)范》（JTG D30—2015）、《公路路線設計規(guī)范》（JTG D20—2017）等設計規(guī)范[1]。在設計工作開始前，設計人員深入現場對路基面情況、沿線地質情況、車流量情況等進行調研，基于現場實際情況對路基拓寬后的寬度、拓寬后路基面性能、橫坡與縱坡等變化幅度進行確定，以確保舊路改造后可以滿足車輛的高效通行需求并保證通行安全性。

依照《公路路基施工技術規(guī)范》（JTG T3610—2019）相關技術要求，在對舊路進行改造拓寬施工前，為確保拓寬的路基具有良好的承載力，需對地基基礎進行合理的處理，并結合現場實際情況進行必要的排水設計，減少積水對路基面結構的侵蝕。同時新舊路基的結合位置是施工過程中的薄弱環(huán)節(jié)，需充分考慮銜接設計，做好銜接位置的補強處理，保證公路舊路改造路基拓寬設計質量。

因此，該工程在舊路改造路基拓寬設計前，連續(xù)1周，每天24 h對該公路的交通量情況進行采集，獲取車輛數量、車型等信息，經計算該公路年平均日常交通量為16 342輛/天，其中大型車輛的占比達到34%。因此，結合公路交通量現狀及路基拓寬設計要求，初步確定如下技術參數：拓寬部位路基厚度>30 cm；拓寬搭接寬度≥30 cm；拓寬路基位置壓實度>95%；改造后道路路面彎沉值<0.185 mm，回彈模量>50 MPa，以應對大型車輛的交通荷載。

3 公路工程舊路改造路基拓寬設計要點

3.1 填方路基處理設計

該工程對于不同填方路基的高度，實施不同的設計施工方案，在設計工作中將道路的填筑高度以H表示，路面結構層以下的路床厚度為80 cm，具體如下：（1）不需要挖方和填方的路基拓寬處，徹底清除地表位置比較松散的土質約20 cm厚度，在拓寬設計時要求從路緣側的邊緣位置挖設臺階，至路床底部80 cm深度后對其進行碾壓施工，壓實度標準為>90%，在路床位置摻灰5%。（2）填方路基H<路面結構層厚度+路床80 cm的路段，路基拓寬前將地表上20 cm厚度的耕植土進行清理，沿著舊路面層的外側緣由上至下進行開挖施工，深度為達到基層以下80 cm為宜，隨后進行碾壓施工，控制壓實度標準為>90%，在40 cm厚度的上路床和40 cm厚度的下路床均摻灰5%，壓實度標準為>95%[2]。（3）填方路基H>路面結構層厚度+路床80 cm的路段，常規(guī)處理地表后，沿著舊路的外緣位置從上到下開挖到原地面位置，充分碾壓至壓實度>90%，將3%的石灰土回填到路床底面處，將厚度80 cm的5%石灰土回填到路床位置，壓實度要求>95%。

3.2 特殊路基處理設計

在公路舊路改造路基拓寬設計過程中，該工程為確保拓寬后的路基銜接位置具有良好的質量穩(wěn)定性，路基面結果具有良好的平順性，避免在特殊路基位置存在沉降問題，對特殊路基的沉降控制高度重視。如下表1所示為該公路路基拓寬沉降量的設計要求，在設計方案中要求如下技術要點：（1）在交界位置采取縱向開挖，深度需>80 cm，確保填方后可以滿足路基結構的承載力要求。（2）回填材料為砂礫，根據設計深度確定回填量。（3）回填后為確保良好的填方密實度，實施沖擊壓實工藝。

3.3 路基拓寬處臺階挖設設計

該公路舊路改造路基拓寬設計環(huán)節(jié)，針對拓寬處的臺階挖設制定如下設計方案：（1）考慮舊路路基結構是否穩(wěn)定與拓寬設計臺階的處理關系密切，若設計方案中缺少臺階底面與路中心橫坡的考慮，會增加原有路基結構滑移、塌陷的風險，從而影響到公路結構的使用壽命。因此，在設計方案中要求臺階底面與路中心橫坡需<3%。（2）在新舊路基拓寬位置出現橫縱向的裂縫在施工中比較常見，該工程為避免此類問題出現，設計要求拓寬路基材料填筑前，以沖擊壓實的方式對原基底位置進行處理，碾壓次數需>20遍。（3）路基位置非粉煤灰路段的位置設計要求坡腳位置的第一臺階高度與寬度參數分別是100 cm、150 cm；上部臺階的高度和寬度參數分別是66.7 cm和100 cm，填筑施工時同步進行。（4）針對路床底面臺階結合處設計，要求第一臺階至路床底面為70 cm距離，隨后進行開挖、回填施工；若大于70 cm，則劃分成40 cm和大于30 cm的兩級臺階，隨后進行開挖、回填施工。路基拓寬位置臺階挖設示意圖如下圖1所示，施工時以設計方案為依據，嚴格控制各項參數。

3.4 路基土工格柵設計

公路舊路改造路基拓寬后路基土的抗剪強度性能直接對路基結構的穩(wěn)定性產生影響。因此，該工程在拓寬路基設計方案中填筑路基基底位置的土工格柵設計作為一項重點內容，具體設計要點如下：（1）設計使用土工格柵為寬度為6 m的鋼塑格柵，抗拉強度>80 kN/m，斷裂伸長率<3%；要求施工人員在鋪平后，利用U型釘將其固定在基層表面。（2）鋪設土工格柵后確保整體具有良好的平順性，緊密貼合下承層結構。（3）土工格柵橫向搭接需不小于100 mm，縱向搭接需不小于150 mm，搭接位置由鐵絲綁扎并由U型釘固定[3]。（4）鋪設土工格柵后，設計要求填料的攤鋪在48 h內進行，攤鋪起點為路堤中線處，同時向兩側實現對稱施工。（5）回填填料前，施工人員對需土工格柵表面的雜物等進行清理，確保表面良好的平整度后進行施工；由施工人員全程觀察是否存在土工格柵褶皺，及時拉緊鋪平。（6）對于施工過程中發(fā)現土工格柵損壞的情況，及時進行更換并依照上述設計方案重新固定。（7）要求土工格柵在填方端鋪設長度需>10 m，在挖方錨固端需至錨固持力層。

3.5 拓寬位置補強設計

路基拓寬結合位置的壓實度是決定舊路改造施工質量的關鍵指標之一，該工程采取強夯設計處理拓寬結合位置的接縫處，拓寬路基填筑完成后，對新舊路基結合處2 m范圍內實施強夯補強，具體補強設計方案如下：（1）強夯設備為液壓強夯裝置，夯錘直徑為1 m，夯錘重量為3.5 t，標準夯擊能量為40 kJ，最大夯擊深度可達到1.2 m。（2）補強作業(yè)時夯錘吊離作業(yè)面高度為0.8 m，以梅花型對夯擊點進行布置，灑布白灰進行定位，相鄰夯坑的切面位置分兩次完成夯實。（3）為確定合理的強夯設計參數，該工程在路基拓寬結合位置設置兩個試驗點，間距為50 m，檢測試驗前后的壓實度，結果經強夯處理后的壓實度提升幅度達到5%左右，補強效果顯著。（4）結合試驗結果，該工程確定拓寬補強位置的設計參數如下：選用3.5 t重直徑1 m的夯錘；夯錘距離處理面0.8 m；夯點布設方式為梅花形；每處夯點位置夯擊2次，將碎石回填后充分碾壓。

3.6 路基拓寬排水設計

公路路基位置若排水不暢，將對路基結構的穩(wěn)定性產生影響，隨著時間的推移將出現路基滑移、不均勻沉降等情況，縮減公路使用壽命。該工程在舊路改造路基拓寬設計環(huán)節(jié)重點開展路基排水設計，確保借助于各項排水設施減少積水對路基結構的侵蝕，具體設計要點如下：（1）設計人員查閱公路的地質勘察報告，基于水文地質參數，對排水設計工藝進行確定，確保排水效果理想。（2）結合現場地質勘查情況，該工程設計排水設施包含：排水溝、邊溝、截水槽與急流槽等設施[4]。（3）依照圖紙內容對施工標線進行測量放樣并確保定位準確，最大限度減少施工誤差。排水設施施工材料需加強質量檢驗，避免因為材料質量原因而影響排水設施的質量穩(wěn)定性。（4）對于路基邊溝、排水溝的中軸線利用白灰進行精準定位，對開挖深度予以精準把控。（5）根據放線定位的結果，先利用挖掘機等設備沿著結構的邊線等部位進行開挖施工，深度為設計標高以上10 cm左右，為避免出現超挖問題，繼續(xù)安排施工人員人工作業(yè)，直至設計標高。（6）基槽挖設完畢后，依照設計尺寸對混凝土材料進行澆筑。（7）該工程為避免雨季大量降雨向基層中進行滲透，在土路肩位置在橫向和縱向分別設計排水盲溝。（8）為減輕雨水對路基結構沖刷影響，在路基拓寬分隔帶的底部、拓寬位置路面結構層的側面，對防滲復合土工布進行設計。

3.7 路基拓寬沉降量監(jiān)測設計

舊路改造路基拓寬的沉降控制情況是把控施工質量的關鍵，對此該工程進行路基拓寬沉降量監(jiān)測設計，具體設計方案如下：（1）選取填方高度>8 m的范圍作為試驗區(qū)域，填筑厚度>1 m后，挖設土方，放置橫剖管后回填土方，用于對拓寬位置沉降變形情況進行監(jiān)測。（2）設計使用的橫剖管可獲得0.01 mm的監(jiān)測精度，可實現多點一同監(jiān)測，路面施工作業(yè)不會對監(jiān)測結果造成影響。（3）為了給橫剖管提供更多的工作空間，減少外部因素對其的干擾，設計對監(jiān)測區(qū)域地表位置填筑厚度為1 m的土壤。溝槽挖設選用反開挖工藝，挖設深度30～40 cm，預先對導線槽、槽洞等進行安裝，引入鋼絲繩后，牽拉監(jiān)測頭位置的鋼絲繩穿過管道和橫剖管，確保固定良好[5]。（4）對于埋設后橫剖儀周圍的縫隙位置，以細砂土進行回填處理，確保良好的密實度。（5）橫剖儀的管口處設置參照基準面平臺，尺寸為40 cm×40 cm；在位于橫剖儀50 m的位置處設計水準點，獲得監(jiān)測數據后，連接管口的基準點，對路基標高的變化幅度進行全面監(jiān)測。（6）該工程在路基拓寬施工作業(yè)期間，對沉降值進行嚴密監(jiān)測，一旦每日沉降量超出5 mm，則說明路基拓寬后不夠穩(wěn)定，需進行針對性處理。

4 公路工程舊路改造路基拓寬設計效果

山西省某普通公路舊路改造施工嚴格執(zhí)行路基拓寬設計方案，施工完成后對各項性能指標予以檢驗，以驗證路基拓寬設計效果，具體如下：

（1）經路基拓寬設計，原公路為雙向兩車道，路基寬16 m，拓寬后為雙向四車道，路基寬28.5 m，滿足當地交通量要求。

（2）路基拓寬設計壓實度指標維度，在施工區(qū)間內共隨機抽選30個檢測點，對壓實度進行測定，檢測范圍為98.4%～99.6%，平均98.5%大于要求的98%。

（3）路基拓寬設計平整度指標維度，在施工區(qū)間內共隨機抽選30個檢測點，對平整度進行測定，檢測范圍為2.1～4.4 mm，平均2.45 mm<5 mm。

（4）路基拓寬位置沉降監(jiān)測維度，該工程在設計施工后對沿線沉降量情況進行監(jiān)測，在監(jiān)測過程中沉降量逐漸穩(wěn)定，說明該設計方案有效控制了拓寬位置的差異沉降情況。

5 結束語

該文以山西省某普通公路舊路改造工程為例，結合改造路基拓寬設計要求，提出詳細的路基拓寬設計施工方案，對設計方案落實質量予以檢驗，得出如下結論：

（1）路基拓寬設計需重視填方路基和特殊路基的處理，嚴格控制壓實度及沉降情況。

（2）對于拓寬位置臺階挖設需嚴格控制臺階的高度與寬度，及橫向坡度等參數。

（3）為提高拓寬后路基土的抗剪強度，可采取土工格柵設計。

（4）對路基拓寬位置進行補強可以提高整體的密實度，可采取強夯作業(yè)方法。

（5）路基拓寬需設計排水裝置，如排水溝、邊溝、截水槽、急流槽等，可提高排水效果。

參考文獻

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